คลัตช์แก้ปัญหาเสียงรอบเดินเบาในกระปุกเกียร์ที่ทำงานเร็วได้อย่างไร

วิศวกรรมยานยนต์เป็นกระแสหนึ่งของวิศวกรรมที่พยายามค้นหาวิธีปรับปรุงประสิทธิภาพของรถยนต์หรือประสบการณ์การขับขี่ของผู้ใช้งานอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังมีส่วนที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิงของรถยนต์ที่เรียกว่า Noise Vibration Harshness (NVH) ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของรถยนต์ที่รับรู้ได้ รถยนต์สมรรถนะสูงที่มีเกียร์เร็วจะขึ้นชื่อเรื่องการรับเสียงรอบเดินเบาที่สูงซึ่งขัดกับความรู้สึกที่รถยนต์ต้องการ เพื่อทำความเข้าใจว่าคลัตช์สามารถลดปัญหาเสียงรอบเดินเบาในเกียร์เร็วได้อย่างไร บทความนี้จะตรวจสอบหลักการทำงานของเกียร์เร็วและคลัตช์ ผลกระทบของมุมและแรงบิดต่อแรงสั่นสะเทือนบนเพลาเสริม และการใช้ตัวหน่วงรอบเดินเบาของคลัตช์

หลักการทำงานของกล่องเกียร์เร็วโดยเฉพาะจะใช้ในส่วนนี้ของเอกสารการวิจัย

กระปุกเกียร์แบบเร็วนั้นโดยทั่วไปแล้วใช้สำหรับการเปลี่ยนเกียร์ที่เร็วขึ้นและเพิ่มกำลังและอัตราเร่ง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการแข่งรถและการขับรถด้วยความเร็วสูง หัวใจสำคัญของกระปุกเกียร์แบบเร็วคือการเปลี่ยนเกียร์ให้ช้าลงในแต่ละครั้ง ซึ่งแปลว่าควบคุมแรงบิดของรถได้ดีขึ้น โดยทั่วไป กระปุกเกียร์แบบเร็วจะมีระบบเปลี่ยนเกียร์แบบต่อเนื่องซึ่งแตกต่างจากรูปแบบ H ของเกียร์ธรรมดาทั่วไป ระบบเปลี่ยนเกียร์แบบต่อเนื่องนี้ช่วยให้ผู้ขับขี่เปลี่ยนเกียร์ไปที่เกียร์ 2 หรือกลับไปที่เกียร์ 1 ได้อย่างราบรื่นและรวดเร็ว เพื่อให้แน่ใจว่ากำลังจะถูกส่งอย่างต่อเนื่อง

ส่วนประกอบย่อยของกระปุกเกียร์เร็วประกอบด้วยเพลารับกำลัง เพลาส่งกำลัง และเฟือง เมื่อเครื่องยนต์ส่งกำลังไปที่เพลารับกำลัง อัตราทดเกียร์จำนวนมากในชุดเกียร์จะเปลี่ยนกำลังนี้ไปที่เพลาส่งกำลัง ซึ่งก็คือล้อในที่สุด แต่เมื่อรถอยู่ในสถานะเดินเบา เมื่อเครื่องยนต์ทำงานอย่างเข้มข้นมากขึ้นและรถไม่เคลื่อนที่ การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนในกระปุกเกียร์จะรู้สึกได้ชัดเจนและได้ยินได้เนื่องจากไม่มีภาระ

มุมและแรงบิดที่ส่งผลต่อการสั่นสะเทือนของเพลาเสริมของกระปุกเกียร์เร็ว

เพลาเสริมที่ใช้ในกระปุกเกียร์ความเร็วสูงช่วยให้เพลาส่งกำลังมีความตรงและสมดุลของน้ำหนัก เพลาเสริมมีความอ่อนไหวต่อการสั่นสะเทือน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโรงไฟฟ้าไม่ได้ทำงาน จึงมีภาระน้อยมากในการสร้างสมดุลให้กับเพลา ด้วยความเข้าใจนี้ ปัจจัยต่างๆ เช่น มุมและแรงบิดจึงทราบกันดีว่ามีอิทธิพลต่อการสั่นสะเทือนเหล่านี้

มุม: มุมเอียงของเพลาเสริมอาจส่งผลต่อเสถียรภาพ ในกรณีนี้ จะเป็นอันตรายหากมุมที่ตั้งไว้ชันเกินไปหรือไม่ได้แนว เพราะจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนมากขึ้น ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลง 2 องศาจากมุมหัวที่ต้องการจะเพิ่มแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน 10% ซึ่งส่งผลให้เกิดเสียงรบกวนขณะเดินเบาสูง

แรงบิด: ภาระที่พิจารณาในเพลาเสริมนั้นเป็นผลมาจากแรงบิดที่ใช้กับเพลา เมื่อทำงานเบา แรงบิดจะต่ำและดูเหมือนจะไม่เพียงพอที่จะต่อต้านการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นภายในกระปุกเกียร์สำหรับเพลาเสริม ตัวอย่างเช่น เพลาเสริมที่มีแรงบิดต่ำกว่า 20 นิวตันเมตรอาจสั่นสะเทือนและการสั่นสะเทือนดังกล่าวสามารถได้ยินเป็นเสียงขณะทำงานเบา ในขณะที่แรงบิดจะขจัดเสียงดังกล่าวได้เมื่อทำงานอย่างเหมาะสมที่สุด

หลักการทำงานของระบบกันสะเทือนคลัตช์

แดมเปอร์คลัตช์เดินเบาได้รับการพัฒนาขึ้นโดยเฉพาะและออกแบบมาเพื่อจัดการกับปัญหาสองประการ ได้แก่ การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนขณะเดินเบา บทบาทของแดมเปอร์คือรับและลดการสั่นสะเทือนแบบบิดตัวซึ่งส่งผ่านจากเครื่องยนต์ไปยังกระปุกเกียร์ จึงสามารถลดความแปรปรวนและลดเสียงรบกวนที่เกิดจากความแปรปรวนดังกล่าวได้

สปริงและวัสดุเสียดทานเป็นส่วนหนึ่งของชุดคลัตช์ของล้อเฟือง เมื่อเครื่องยนต์ทำงานที่รอบเดินเบาและคลัตช์ถูกตรึง สปริงจะปรับตัวเองให้รับแรงสั่นสะเทือนจากแรงบิดโดยการขยายตัวและการหดตัว และวัสดุเสียดทานยังทำหน้าที่ลดแรงสั่นสะเทือนโดยเปลี่ยนพลังงานดังกล่าวให้เป็นความร้อน

จะแก้ปัญหาเสียงผิดปกติที่รอบเดินเบาผ่านคลัตช์ได้อย่างไร?

เมื่อต้องรับมือกับปัญหาเสียงรบกวนในกระปุกเกียร์แบบเร็วที่ใช้คลัตช์ วิศวกรจะต้องไม่ประนีประนอมในเรื่องการตั้งค่าพารามิเตอร์มุมและแรงบิด เป็นไปได้ที่จะลดการสั่นสะเทือนของเพลาเสริมโดยติดตั้งแดมเปอร์คลัตช์เดินเบา ซึ่งจะช่วยลดเสียงรบกวนได้

มุมที่เหมาะสม: การปรับมุมของเพลาเสริมในช่วงมุมสูงสุด 0.5 องศาทำได้เพื่อหลีกเลี่ยงและลดโอกาสของการเบี่ยงเบนและเสียงรบกวนในระหว่างการทำงาน

แรงบิดที่เหมาะสม: แนะนำให้ใช้แรงบิดขณะเดินเบาเกิน 25 นิวตันเมตร เนื่องจากจะช่วยเพิ่มเสถียรภาพของเพลาเสริมเมื่อต้องรับมือกับเครื่องทอ ค่าสูงสุดนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าเมื่อติดตั้งแดมเปอร์คลัตช์ขณะเดินเบาแล้ว แรงบิดที่เกิดจากการบิดตัวเพียงเล็กน้อยก็จะถูกหน่วงจนแทบไม่ได้ยิน

โดยสรุป การแก้ปัญหาเสียงรบกวนขณะเดินเบาในกระปุกเกียร์ความเร็วสูงนั้นต้องอาศัยการทราบว่ามุมและแรงบิดร่วมกับการทำงานของระบบหน่วงของคลัตช์ รอกสายพาน และส่วนประกอบที่ปิดด้านบนทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร ด้วยการปรับพารามิเตอร์เหล่านี้อย่างเหมาะสมและการใช้ระบบหน่วงที่เหมาะสม จะทำให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของระบบหน่วงรอบเดินเบาในยานยนต์กำลังสูงให้ดีขึ้นมาก ซึ่งจะทำให้ระบบหน่วงรอบเดินเบามีลักษณะที่ดีขึ้นมาก